2021-2022学年陕西省西安音乐学院附属中等音乐学校物理高一第二学期期末联考试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)把一个物体以大小为10m/s的速度水平抛出，经过一段时间后物体的速度大小为m/s。取，不计空气阻力，则该段时间为（）A．0.5s B．1s C．s D．2s2、(本题9分)对于牛顿运动定律的有关认识，下列说法正确的是（）A．速度大的物体，其惯性可能小B．作用力和反作用力的性质可以不同C．加速度不为零的物体，其所受的力可能为零D．物体没有受到力的作用，其速度的大小一定不变，但速度的方向可能改变3、(本题9分)已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，若不考虑地球自转的影响，则可以求出地球的质量为（）A．gRB．gC．GD．G4、(本题9分)有一颗行星，其近地卫星的线速度大小为v，假设字航员在该行星表面上做实验，字航员站在正以加速度a匀加速上升的电梯中，用弹簧测力计悬挂质量为m的物体时，看到弹簧测力计的示数为F.已知引力常量为G，则这颗行星的质量是A． B． C． D．5、(本题9分)如图所示,质量为m的小球在水平面内作匀速圆周运动.细线长为L,与竖直方向的夹角为θ,细线的拉力大小为F,小球作圆周运动的周期为T,则在T2A．零 B．mgtanθ×T26、(本题9分)如图，广州塔摩天轮位于塔顶450米高空处，摩天轮由16个“水晶”观光球舱组成，沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动，则坐于观光球舱中的某游客A．动量不变B．线速度不变C．合外力不变D．机械能不守恒7、(本题9分)如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定．小球从弹簧的正上方某一高度处由静止下落。不计空气阻力，则从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中A．小球的动能先增大后减小B．小球的机械能守恒C．小球加速度为零的时候，系统势能最小D．弹簧的弹性势能一直增加8、(本题9分)如图所示,在两个等量异号的点电荷连线的中垂线上有与连线中点O等距离的两点a、b,在连线上有距中点O等距离的两点,c、d,则下列场强大小关系式正确的是(

)

A．B．C．D．9、(本题9分)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到后，立即关闭发动机直至静止，ν–t图象如图所示，设汽车的牵引力为F，受到的摩擦力为，全程中牵引力做功为，克服摩擦力做功为，则（）A． B． C． D．10、汽车以大小相等速度通过凹凸不平的路面时，下列判断正确的是A．汽车经过A，B两点时对路面压力值均等于车的重力B．汽车通过B点对路面压力值小于汽车的重力C．汽车经过A处于失重状态D．汽车通过A点时容易爆胎，所以汽车要低速通过凹处11、(本题9分)2019年5月17日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火衛，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星．该卫星发射过程为：先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到桶圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入同步卫星轨道1．轨道1，2相切于P点，轨道2、1相切于Q点．忽略卫星质量的变化，则该卫星A．在轨道1上的运行周期为24hB．在轨道1上的运行速率大于7.9km/sC．在轨道1上经过Q点的向心加速度大于在轨道2上经过Q点的向心加速度D．在轨道2上由P点向Q点运动的过程中，地球引力对卫星做负功，卫星的动能减少12、(本题9分)如图所示，光滑三角形斜面两侧各有一滑块用绳子相连，质量m＜M，由静止开始释放后（）A．m增加的重力势能等于M减少的重力势能B．绳子对m做的功小于绳子对M做的功C．m与M组成的系统机械能守恒D．M增加的动能小于m与M共同减少的重力势能二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C．用天平测量出重锤的质量；D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤_______（填选项对应的字母）。（2）实验中得到一条纸带，如图所示。根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为S0，点A、C间的距离为S1，点C、E间的距离为S2，使用交流电的频率为f，设重锤质量为m，则打点计时器打C点时重锤的动能为___________，打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为________。利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a＝_____________。（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是______（填“大于”或“小于”）重锤动能的增加，其原因主要是因为_____________。14、（10分）利用如图所示的装置可验证机械能守恒定律：用轻质细绳的一端与一个质量为m（已知）的小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将细绳拉离竖直方向一定角度，将小球由静止释放，与传感器相连的计算机记录的绳的拉力F随时间t变化的图线如图所示，读出图中A点的值为F1，图中B点的值为F2。（1）要利用小球从A到B的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是___________________；（2）小球从A到B的过程中，重力势能改变量的大小为_______________；动能改变量的大小为_____________（请用“F1”、“F2”、重力加速度g及第（1）问中需要再测量的那个量的符号表示）。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）2018年5月5日，一枚57米高的宇宙神V401型火箭托举着质量为400kg的“洞察号”火星探测器起飞。如果一切顺利，这颗探测器将在2019前后降落到火星表面。已知火星的质量约为地球质量的0.1倍；半径约为3.4×106m，是地球半径的0.5倍，地球表面的重力加速度为10m/s2.。（1）估算火星表面重力加速度的值；（2）已知“洞察号”到达火星表面时，先在高度为5.0×104m的轨道上绕火星做匀速圆周运动，估算“洞察号”此时的机械能。（取火星表面为零势能点，表面到轨道处重力加速度可视为常量）16、（12分）(本题9分)如图所示，在场强E＝104N/C的水平匀强电场中，有一根长l＝15cm的细线，一端固定在O点，另一端系一个质量m＝3g、电荷量q＝2×10－6C的带正电小球，当细线处于水平位置时，小球从静止开始释放，g取10m/s2.求：(1)若取A点电势为零，小球在B点的电势能、电势分别为多大？(2)小球到B点时速度为多大？绳子张力为多大？17、（12分）(本题9分)如图所示，将一个小球从水平地面O点正上方某处，以v0=10m/s的初速度水平抛出，小球落在水平地面上A点，O、A两点相距x=20m，不计空气阻力，求：(1)小球在空中运动的时间t；(2)抛出点距离水平地面的高度h.

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、A【解析】

该过程为平抛运动，根据平行四边形定则可以得到物体的竖直分速度为则物体运动的时间所以BCD错误，A正确。故选A。2、A【解析】惯性是保持物体原来运动状态的性质，与物体的质量有关，与物体的速度无关；故A错误；一对作用力与反作用力作用在相互作用的两个不同物体上，不可能平衡，作用效果不能合成，故B错误；根据牛顿第二定律可知，加速度不为零的物体，其所受的力一定不为零，故C正确；物体没有受到力的作用，则加速度大于0，其速度的大小一定不变，同时速度的方向也不改变．故D错误；故选C.点睛：解决本题的关键知道作用力、反作用力与平衡力的区别，知道力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因．3、B【解析】

设地球质量为M，地球上的物体质量为m，重力等于万有引力，即为：GMmR2=mg，则地球质量为：M=【点睛】此题只需要应用万有引力定律进行计算，万有引力等于重力，由万有引力公式即可求出地球质量．4、D【解析】

对物体根据牛顿第二定律可得解得在地球表面，根据万有引力等于重力和万有引力提供向心力可得，解得故D正确，ABC错误；故选D．【点睛】根据牛顿第二定律求得地球表面的加速度，根据万有引力等于重力和万有引力提供向心力可得这颗行星的质量．5、C【解析】

冲量的定义式只能用于计算恒力的冲量，变力冲量可用动量定理来求解即可。【详解】小球做匀速圆周运动，在T2时间内，由动量定理知：I对小球受力分析，知：v=2πL联立得：I合A．零，与分析结果不符，故A错误；B．mgtanC．4πmLsinD．2mLTF【点睛】本题主要考查了动量定理的应用，属于一般题型。6、D【解析】

坐于观光球舱中的某游客线速度的大小不变，但方向不断改变，可知动量也不断变化，线速度不断改变；由于向心加速度方向不断变化，可知合外力大小不变，但方向不断改变，选项ABC错误；由于动能不变，重力势能不断变化，可知机械能不守恒，选项D正确.7、ACD【解析】

在刚接触弹簧的时候的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这时小球的加速度为0，此过程中小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，此后弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，此时弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小，弹簧的弹性势能是不断增加的，故AD正确；压缩弹簧的过程中，弹性势能增加，故小球的机械能减小，故B错误；小球加速度为零的时候，速度最大，动能最大，此时系统势能最小，故C正确；8、AC【解析】

因为是等量异种电荷的静电场,根据电场线的疏密分布特点可知:在连线上从c到d,电场强度先变小再变大,根据对称性知，故C正确，D错误；在中垂线上,根据对称性可知，故A正确，B错误．所以AC正确，BD错误．9、BC【解析】

对汽车运动的全过程，由动能定理得用所以由图象与坐标轴所围面积表示位移可知由动能定理得=0所以故BC正确，AD错误。故选BC。10、BD【解析】

A．由于汽车做曲线运动，根据牛顿第二定律可知汽车经过A、B两点对路面的压力不等于重力，故A错误.B．汽车经过B点时存在向下加速度，由牛顿第二定律可知支持力N小于汽车重力，再结合牛顿第三定律可知压力小于重力，所以B正确.C．汽车经过A点时有向上的加速度，所以出于超重状态，B点时有向下的加速度，处于失重状态，故C错误D．因为处于超重状态下受到的压力比较大，所以在A处比较容易爆胎，故D正确11、ACD【解析】

A．在轨道1为同步卫星轨道，故在轨道1上运行周期为24h，故A正确；B．7.9km/s是地球第一宇宙速度大小，而第一宇宙速度是绕地球圆周运动的最大速度，也是近地卫星运行速度，故同步轨道1上卫星运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；C．在同一点Q，卫星受到的万有引力相同，在轨道1上万有引力提供向心力，在轨道2上卫星在Q点做近心运动，则万有引力大于向心力，即，则在轨道1上经过Q点的向心加速度大于在轨道2上经过Q点的向心加速度，故C正确；D．卫星在轨道2上无动力运行时，由近地点P向远地点Q运动过程中，地球对卫星的引力做负功，势能增加，而卫星的机械能保持不变，故其动能减小，故D正确．12、CD【解析】

A、由于光滑三角形斜面所以系统只有重力做功，故系统机械能守恒，m增加的重力势能小于M减少的重力势能，有一部分重力势能转化为动能，故A错；C对；B、由于系统内只有重力做功，机械能守恒，所以绳子对m做的正功等于M克服绳子做的功，故B错；D、根据机械能守恒，系统内减少的重力势能等于系统内增加的动能，而M和m的动能都增加了，所以M增加的动能小于m与M共同减少的重力势能，故D对；综上所述本题答案是：CD二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BCDmg（S0+S1）大于重锤在下落过程中，会受到空气阻力作用，纸带与打点计时器间也会有摩擦阻力作用，阻力做负功。【解析】

(1)[1]打点计时器的工作电压均为交流电压，故B不恰当；本实验是通过比较动能增加量与重力势能的减少量是否相等，来验证机械能是否守恒，所以只要不要求计算两者的具体数值，可以不测量质量，故C没有必要；应该是先接通电源，后释放纸带，故D不恰当；故填BCD。(2)[2][3]据平均速度等于中间时刻的速度求出打C点时重锤的速度为重锤动能为重锤重力势能的减少量为：△Ep=mghOC=mg（S0+S1）[4]根据△x=aT2可得加速度为(3)[5][6]由于重锤在下落过程中，会受到空气阻力作用，纸带与打点计时器间也会有摩擦阻力作用，所以重锤的重力势能的减少量总是大于动能的增加量。14、（1）悬点到球心的距离L（2）【解析】

解：(1)(2)小球在最低点时，绳子的拉力最大，则由牛顿第二定律可得，解得，小球从到的过程中，动能改变量的大小为；小球在最高